Le nanobussole dei batteri magnetotattici

Le nanobussole dei batteri magnetotattici Identificata la proteina responsabile della formazione della catena di magnetosomi nei batteri magnetotattici. E’ la scoperta di due gruppi di ricerca tedeschi, appartenenti al Max Planck Institue for Marine Microbiology di Brema e al Max Planck Institute of Biochemistry di Martinsriedhe, ed e’ stata annunciata recentemente su

Le nanobussole dei batteri magnetotattici Identificata la proteina responsabile della formazione della catena di magnetosomi nei batteri magnetotattici.

E’ la scoperta di due gruppi di ricerca tedeschi, appartenenti al Max Planck Institue for Marine Microbiology di Brema e al Max Planck Institute of Biochemistry di Martinsriedhe, ed e’ stata annunciata recentemente su Nature. E’ noto da tempo che alcuni batteri acquatici possono orientarsi con il campo magnetico terrestre, e individuare la profondita’ ottimale per la loro crescita, grazie alla presenza all’interno della cellula di piccolissimi cristalli di magnetite (un ossido di ferro di formula Fe3O4) della dimensione di circa 50 nm (1nm = 10-9 m) che si organizzano in strutture dotate di membrana dette magnetosomi. I magnetosomi funzionano come una bussola soltanto quando sono opportunamente allineati in una catena ordinata, capace di annullare la tendenza all’agglomerazione, e i cristalli stessi devono avere numero, dimensione e forma ben precisi.

Il vero enigma consisteva dunque nella comprensione del meccanismo di formazione di questa catena, e proprio studiando il genoma del batterio Magnetospirillum gryphiswaldense Dirk Schüler e i suoi collaboratori sono stati in grado di individuare una regione contenente fino a trenta geni che regolano appunto la formazione di questa delicata e complessa struttura. In particolare e’ stata scoperta una proteina, denominata mamJ, che partecipa ad incorporare ogni singolo cristallo di magnetite nell’opportuna vescicola. Attraverso esperimenti di manipolazione genetica del batterio studiato, André Scheffel ha inoltre constatato che la mancanza di questa proteina non impedisce la formazione dei cristalli di magnetite, ma il sensore magnetico che ne deriva e’ nettamente meno sensibile di quello ottenuto in presenza della proteina. Essa, infatti, determina un preciso allineamento dei magnetosomi lungo il citoscheletro batterico, partecipando essa stessa alla struttura. Immagini straordinarie sono state ottenute attraverso una innovativa tecnica tomografica che permette di analizzare cellule congelate a circa 80 K.

Questo studio ha permesso di fare importanti passi avanti nella comprensione del meccanismo di funzionamento della magnetotàssi: dalla struttura dettagliata del magnetosoma, alla regolazione genica della sua formazione, all’importanza delle funzioni citoscheletriche in cellule procariote. Inoltre, il fatto che animali superiori quali salmoni o uccelli possiedano analoghi nanomagneti nei loro tessuti, potrebbe aprire nuovi campi di ricerca allo scopo di scoprire eventuali analogie per cio’ che riguarda la formazione ed il funzionamento di queste strutture.

Paola Nardi